Os Diodos e sistemas retificadores, básico para entendimento rápido e superficial.

Diodo semicondutor

Os diodos são componentes eletrônicos que possuem como finalidade definir o sentido de circulação de elétrons no circuito, formados a partir de materiais semicondutores, que possibilitam a passagem de corrente, fluxo de elétrons ordenados em um condutor, quando se necessário.

Em alguns circuitos e empregado como chave (condutor e isolante), possibilitando a passagem de corrente em um único sentido. Comparando-se assim a uma válvula de refluxo, possibilitando à circulação da corrente quando diretamente polarizado, e impossibilitando a passagem da mesma quando inversamente polarizado. Os diodos também possuem o papel de proteger circuitos, atuando contra sobre carga (transientes, picos de corrente), inversão de polaridade nos mesmos e retificação de ondas (ponte retificadora).

O diodo semicondutor e composto basicamente de material do tipo N e do tipo P, no principio são materiais puros a base de silício ou germânio, onde são dopados  ganhando a característica de N ou P, essa dopagem se da a partir da eletroafinidade (eletronegatividade e eletropositividade), que nada mais é que moléculas realizando ligações químicas com o fim de se estabilizar(regra do octeto). Basicamente teremos  materiais puros sendo contaminados com materiais ricos ou pobres em elétrons, ganhando consequentemente característica dos  tipo P ou tipo N.

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Figura 1 Portadores de lacunas e elétrons.

Quando diretamente polarizado o semicondutor, faz com que a barreira de potencial, fruto da união dos materiais do tipo N e tipo P onde existe uma determinada DDP, seja comprimida fazendo com que os elétrons do tipo N, preencham as lacunas do material do tipo P, e assim havendo a união das mesmas e estabilizando se (moléculas), com isso a corrente flui em um único sentido. Porém quando polarizado inversamente faz com que os elétrons do material sejam atraídos pelas lacunas da fonte, aumentando consequente mente a parreira de potencial e impossibilitando o fluxo de corrente.

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Figura 2 Polarização do diodo.

Para que a corrente flua se faz necessário que a tensão seja maior que a de funcionalidade do componente, que varia de acordo com o seu material, no caso do silício de 0,7v e germânio 0,3v.

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Figura 3 Curva característica do diodo de silício.

Como visto a cima, a tensão de 0,7, faz se necessário para o  funcionamento do componente, porém uma tensão reversa muito grande faz se com que o diodo tenha sua tensão ruptura, entrando em curto e conduzindo, quando polarizado inversamente.

Hoje, temos muitos modelos de diodos e funcionamentos variados, sendo os mais conhecidos:

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Figura 4 Tipos de diodo.

 

Quais as principais características de um diodo semicondutor?

Funcionais:

• Condutor, quando diretamente polarizado.
• Isolante, quando inversamente polarizado.

Segundo o fabricante:

• Máxima tensão RMS.
• Máxima tensão de bloqueio.
• Corrente máxima.
• Corrente máxima de pico de tensão inversa.
• Corrente máxima reversa.
• Corrente máxima retificada.
• Temperatura operacional.
• Capacitância da junção.

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Figura 5 Print Screen.

Circuitos Retificadores

Circuito retificador de onda completa possibilita não só aumento da eficiência da conversão de corrente alternada e corrente continua, como também diminuir a ondulação na tensão de saída. O rendimento da retificação de onda completa com derivação central é o dobro daquele obtido na retificação de meia onda. Por isso, essa classe de circuitos retificadores é empregada na maioria dos equipamentos. Geralmente os circuitos são compactos e extremamente pequenos, sua composição interna e praticamente igual ao de uma ponte retificadora convencional. Pequenos circuitos integrados que desempenha um grande papel, a retificação de ondas senoidais.  

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Retificador de meia onda

O diodo tem a característica de conduzir corrente somente num sentido e devido a esta característica de única direcional, que o mesmo é utilizado para retificar.

O diodo ideal com polarização direta comporta como uma chave fechada e com polarização reversa comporta como uma chave aberta.

O diodo possui sua resistência direta muito baixa e a resistência reversa muito alta.

Não há aproveitamento do semicírculo negativo*

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Pontes retificadoras:

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A ponte retificadora é muitas vezes representada nos esquemas elétricos pelo diagrama mostrado acima, com a barra e a seta do símbolo do diodo indicando os terminais positivo e negativo, respectivamente. Os outros dois terminais representam os pontos de conexão da tensão de entrada. A ponte dispensa o uso do transformador com tomada central, e com isto pode-se ter um retificador de onda completa ligada diretamente à rede elétrica.